DE102019115825B4

DE102019115825B4 - Fahrzeug und Verfahren zur Verminderung und Verbesserung von Geräuschen, die von zwei Drehmomentmaschinen erzeugt werden

Info

Publication number: DE102019115825B4
Application number: DE102019115825.7A
Authority: DE
Inventors: Frank C. Valeri; James T. Lagodzinski; Timothy J. Roggenkamp; Craig R. Towalski; William Seldon
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2039-06-12
Also published as: US20200118536A1; US10607593B1; DE102019115825A1; CN111038421B; CN111038421A

Abstract

Ein Fahrzeug (10), umfassend:einen Fahrgastraum (20) mit einem steuerbaren Audiolautsprecher (22);eine erste Drehmomentmaschine (30) und eine zweite Drehmomentmaschine (40);eine Steuerung (12), die in Verbindung mit der ersten und zweiten Drehmomentmaschine und dem Audiolautsprecher steht, wobei die Steuerung einen Befehlssatz beinhaltet, wobei der Befehlssatz ausführbar ist zum:Bestimmen erster Parameter (37), die einem ersten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine erzeugt wird,Bestimmen zweiter Parameter (47), die einem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine erzeugt wird,Bestimmen eines gewünschten akustischen Geräusches im Fahrgastraum (20) basierend auf den ersten und zweiten akustischen Geräuschen undSteuern des Audiolautsprechers (22), um ein Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum zu erzeugen,wobei die ersten Parameter (37), die dem ersten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine (30) erzeugt wird, eine erste Frequenz, eine erste Amplitude und eine erste Phase beinhalten, und wobei die zweiten Parameter, die dem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine (40) erzeugt wird, eine zweite Frequenz, eine zweite Amplitude und eine zweite Phase beinhaltenferner umfassend, dass der Befehlssatz ausführbar ist zum:Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Frequenz, die dem ersten akustischen Geräusch zugeordnet ist, und der zweiten Frequenz, die dem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet ist, undSteuern des Audiolautsprechers (22), um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der ersten und zweiten Frequenz kleiner als ein Schwellenwert ist.

Description

EINFUHRUNG
Fahrzeuge, die mit mehreren elektrischen Maschinen ausgestattet sind, insbesondere solche mit ähnlichen Funktionen, können Schlag-, Dröhn- und Modulationstongeräusche erzeugen. Diese Geräusche können durch die Wechselwirkungen in tonalen Sinuswellen verursacht werden, die von jeder Antriebseinheit ausgestrahlt werden und sich in der Fahrzeugkabine vereinen. Diese Geräusche können für die Fahrgäste unangenehm sein. Ein nicht einschränkendes Beispiel für mehrere fahrzeuginterne elektrische Maschinen mit ähnlichen Funktionen sind Elektrofahrzeugantriebe, die ein Traktionsmoment für den Antrieb erzeugen.
Die US 2004 / 0 247 137 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur aktiven Kontrolle von Schwingungsgeräuschen mit einem adaptiven Kerbfilter, der in Fahrzeugen eingesetzt werden kann, und ein Fahrzeug mit einer aktiven Schwingungsgeräuschkontrolle Vorrichtung.
Die US 2012 / 0 070 012 A1 beschreibt ein Geräuschminderungssystem für ein Kraftfahrzeug, das zumindest teilweise von einem Elektromotor angetrieben wird, der sich getrennt vom Fahrgastraum befindet.
Die US 8 594 870 B2 beschreibt ein Fahrzeug, welches einen elektrischen Antriebsmotor, einen Wechselrichter, der einen Antriebsstrom für den Elektromotor bereitstellt, und einen Controller, der den Wechselrichter steuert, enthält. Der Controller arbeitet als Schwebungsrausch-Erzeugungssystem, das Schwebungsrauschen erzeugt, indem es ein zweites Betriebsrauschen erzeugt das eine Komponente enthält, deren Ordnung sehr nahe an einem Wert liegt, der eine Ordnung eines Betriebsgeräusches repräsentiert, das im Verhältnis zu einer Drehzahl des Elektromotors erzeugt wird, um ein erwünschtes Fahrgeräusch zu erzeugen, das einem Beschleunigungszustand entspricht, während das Fahrzeug beschleunigt.
Die US 2001 / 0 036 279 A1 beschreibt ein Luftansaugsystem, umfassend einen Lufteinlass und einen Lautsprecher der um den Lufteinlass herum angeordnet ist. Ein Steuergerät steht in Kommunikation mit dem Lautsprecher. Mindestens ein Empfänger ermöglicht Kommunikation zwischen dem Steuergerät und mindestens einem Antriebseingang.
BESCHREIBUNG
Ein Fahrzeug und ein zugehöriges Verfahren zum Verstärken von akustischem Schall, der in einem Fahrgastraum durch den Betrieb von ersten und zweiten Drehmomentmaschinen erzeugt wird, werden beschrieben. Der Fahrgastraum beinhaltet einen Audiolautsprecher, der funktionsfähig von einer Steuerung gesteuert wird, die auch mit der ersten und zweiten Drehmomentmaschine in Verbindung steht. Die Steuerung beinhaltet einen Befehlssatz, der ausführbar ist, um erste Parameter zu bestimmen, die einem ersten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine erzeugt wird, und zweite Parameter zu bestimmen, die einem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine erzeugt wird. Ein gewünschtes akustisches Geräusch im Fahrgastraum wird ermittelt. Der Audiolautsprecher wird gesteuert, um ein Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum zu erzeugen.
Gemäß der Erfindung beinhalten die ersten Parameter, die dem akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine erzeugt wird, einschließlich einer ersten Frequenz, einer ersten Amplitude und einer ersten Phase, die dem akustischen Geräusch zugeordnet sind, und die zweiten Parameter, die dem akustischen Geräusch zugeordnet sind, werden durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine erzeugt, einschließlich einer zweiten Frequenz, einer zweiten Amplitude und einer zweiten Phase, die dem akustischen Geräusch zugeordnet ist.
Gemäß der Erfindung beinhaltet das Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Frequenz, die der ersten Drehmomentmaschine zugeordnet ist, und der zweiten Frequenz, die der zweiten Drehmomentmaschine zugeordnet ist, und das Steuern des Audiolautsprechers, um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der ersten und zweiten Frequenz kleiner als ein Schwellenwert ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Amplitude, die der ersten Drehmomentmaschine zugeordnet ist, und der zweiten Amplitude, die der zweiten Drehmomentmaschine zugeordnet ist, und das Steuern des Audiolautsprechers, um das basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der ersten und zweiten Amplitude kleiner als ein Schwellenwert ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet die ersten und zweiten Frequenzen, die basierend auf den Drehzahlen der ersten bzw. zweiten Drehmomentmaschine bestimmt werden.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet die ersten und zweiten Amplituden, die basierend auf den Drehmomentleistungen der ersten bzw. zweiten Drehmomentmaschine bestimmt werden.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Überwachen einer Drehzahl, die der ersten Drehmomentmaschine zugeordnet ist, und das Steuern des Audiolautsprechers, um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Drehzahl größer als eine minimale Schwellendrehzahl ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Überwachen einer Last, die der ersten Drehmomentmaschine zugeordnet ist, und das Steuern des Audiolautsprechers, um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Last größer als eine minimale Schwellenlast ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das gewünschte akustische Geräusch mit einer gewünschten Frequenz, die ein numerischer Mittelwert aus der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das gewünschte akustische Geräusch mit einer gewünschten Frequenz, die kleiner als die erste Frequenz ist und sich innerhalb eines Frequenzgangs befindet, der der ersten und zweiten Frequenz zugeordnet ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das gewünschte akustische Geräusch mit einer ersten gewünschten Frequenz und einer zweiten gewünschten Frequenz, wobei die erste gewünschte Frequenz kleiner als die erste Frequenz und die zweite gewünschte Frequenz größer als die zweite Frequenz ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Ausgestaltungen und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren verwendet werden.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun exemplarisch mit Bezug auf die zugehörigen Figuren beschrieben, in denen:

1 stellt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs dar, das aus einem Fahrgastraum, einer ersten Drehmomentmaschine und einer zweiten Drehmomentmaschine besteht, wobei die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen zeitweise mit ähnlichen Drehzahl- und Lastvorgaben arbeiten können, um ähnliche Fahrzeugfunktionen gemäß der Offenbarung zu erreichen;
2 stellt schematisch einen Motorgeräuschverminderungsprozess dar, um modulierende Geräusche, die durch Wechselwirkungen in tonalen Sinuswellen verursacht werden, die von jeder der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen emittiert werden, vorteilhaft zu verstärken, wenn sie mit ähnlichen Drehzahl- und Lastzielen arbeiten, beispielsweise wenn sie arbeiten, um ähnliche Fahrzeugfunktionen gemäß der Offenbarung zu erreichen;
3 zeigt grafisch nicht einschränkende Beispiele von zufällig auftretenden Schallwellen, die dem Bestimmen eines Korrektursignals basierend auf ersten Parametern, die dem akustischen Schall zugeordnet sind, der durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine erzeugt wird, und zweiten Parametern, die dem akustischen Schall zugeordnet sind, der durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine während des Betriebs des Fahrzeugs erzeugt wird, gemäß der Offenbarung zugeordnet sind;
4-1 zeigt grafisch ein Beispiel für ein störendes Geräusch im Zusammenhang mit der Schallfrequenz, wobei die Größe des akustischen Geräuschs (dB) in Bezug auf das Frequenzspektrum (Hz) gemäß der Offenbarung dargestellt wird;
4-2 zeigt grafisch das Beispiel des störenden Geräuschs und eines ersten Korrekturgeräuschs im Zusammenhang mit der Schallfrequenz, wobei die Größe des akustischen Geräuschs (dB) in Bezug auf das Frequenzspektrum (Hz) gemäß der Offenbarung dargestellt wird; und,
4-3 zeigt grafisch das Beispiel des störenden Geräuschs und der ersten und zweiten Korrekturgeräusche im Zusammenhang mit der Schallfrequenz, wobei die Größe des akustischen Geräuschs (dB) in Bezug auf das Frequenzspektrum (Hz) gemäß der Offenbarung dargestellt wird;

Die zugehörigen Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu und stellen eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale der vorliegenden Offenbarung dar, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen. Details, die mit solchen Merkmalen verbunden sind, werden teilweise durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, wie hierin beschrieben und veranschaulicht, können in einer Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und gestaltet werden. Die folgende detaillierte Beschreibung soll daher nicht den Umfang der Offenbarung, wie behauptet, einschränken, sondern ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen. Darüber hinaus werden in der folgenden Beschreibung zwar zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen, aber einige Ausführungsformen können auch ohne einige dieser Details geübt werden. Darüber hinaus wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit bestimmte technische Materialien, die in dem betreffenden Fachgebiet verstanden werden, nicht im Detail beschrieben, um eine unnötige Verschleierung der Offenbarung zu vermeiden. Außerdem sind die Zeichnungen in vereinfachter Form und nicht maßstabsgetreu. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit und Übersichtlichkeit können in Bezug auf die Figuren Richtungsbegriffe wie oben, unten, links, rechts, hoch, über, oberhalb, unterhalb, unter, hinten und vorne verwendet werden. Diese und ähnliche Richtungsbegriffe sind nicht so auszulegen, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränken. Darüber hinaus kann die Offenbarung, wie hierin veranschaulicht und beschrieben, in Abwesenheit eines Elements durchgeführt werden, das hierin nicht ausdrücklich offengelegt wird.
Unter Bezugnahme auf die Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnlichen Komponenten in den einzelnen Figuren entsprechen, veranschaulicht 1, in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen, schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 10. Das Fahrzeug kann eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeugs, eines Industriefahrzeugs, eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, eines Personenkraftwagens, eines Flugzeugs, eines Wasserfahrzeugs, eines Zuges, eines Geländewagens, einer persönlichen Bewegungsvorrichtung, eines Roboters und dergleichen beinhalten, um die Zwecke dieser Offenbarung zu erfüllen.
Das Fahrzeug 10 besteht aus einem Fahrgastraum 20, einer ersten Drehmomentmaschine 30 und einer zweiten Drehmomentmaschine 40, wobei die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 zeitweise mit ähnlichen Drehzahl- und Lastvorgaben arbeiten können und in einer Ausführungsform arbeiten können, um ähnliche System- oder Fahrzeugfunktionen zu erfüllen. Ähnliche Funktionen sind beispielsweise die Traktionsmomentenkraft des Fahrzeugs, der Betrieb mehrerer elektrischer Kühlgebläse und der Betrieb mehrerer Turbolader oder Kompressoren. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Drehmomentmaschine“ auf eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um potenzielle Energie in ein Antriebsmoment umzuwandeln. In einer Ausführungsform sind die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 mehrphasige elektrische Maschinen, die als Motor/Generator-Vorrichtungen arbeiten, um elektrische Energie in mechanische Leistung umzuwandeln und umgekehrt. Alternativ können die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 als pneumatische Maschinen konfiguriert werden. Alternativ können die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 als hydraulische Maschinen konfiguriert werden. In einer Ausführungsform und wie dargestellt, werden die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 als Antriebsmaschinen eingesetzt, wobei die Vorderräder 32 drehbar mit der ersten Drehmomentmaschine 30 und die Hinterräder 42 drehbar mit der zweiten Drehmomentmaschine 40 gekoppelt sind. Alternativ kann die erste Drehmomentmaschine 30 drehbar mit einem der vorderen (oder hinteren) Räder nach links gekoppelt sein, und die zweite Drehmomentmaschine 40 kann drehbar mit einem der vorderen (oder hinteren) Räder nach rechts gekoppelt sein. Alternativ werden die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 als Hilfstreiber eingesetzt, z.B. als Motoren, die drehbar mit ersten und zweiten Lüftern gekoppelt sind, die Teil eines Kühlsystems für einen Verbrennungsmotor sind. Alternativ werden die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 als Hilfstreiber eingesetzt, z.B. als Motoren, die drehbar mit ersten und zweiten Kompressoren gekoppelt sind, die Teil eines Lufteinlasssystems eines Verbrennungsmotors sind.
Der Fahrgastraum 20 beinhaltet Fahrgastsitzvorrichtungen, einen Audiolautsprecher 22 und ein Mikrofon 24. In einer Ausführungsform sind der Audiolautsprecher 22 und das Mikrofon 24 mit einem Infotainmentsystem 25 verbunden.
Die erste Drehmomentmaschine 30, wenn sie als mehrphasige elektrische Maschine konfiguriert ist, ist elektrisch mit einem ersten Wechselrichter 34 und einer ersten Wechselrichtersteuerung 33 verbunden. Der erste Wechselrichter 34 ist konfiguriert, um Gleichstrom, der von einer Gleichstromquelle stammt, in erste pulsbreitenmodulierte („pulsewidth-modulated“ PWM) Signale 35 umzuwandeln, um die Drehung eines Rotors der ersten Drehmomentmaschine 30 zu forcieren, um das/die Vorderrad(-räder) 32 für die Traktionskraft zu drehen. Wie anerkannt, kann die Zugkraft entweder in Vorwärtsrichtung (Beschleunigung) oder in Rückwärtsrichtung (Bremsen) auf das/die Vorderrad(-räder) 32 im Zusammenhang mit der Bewegung des Fahrzeugs 10 aufgebracht werden. Parameter, die mit dem Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 und des ersten Wechselrichters 34 verbunden sind, können überwacht werden. Dies kann beispielsweise das Überwachen von Signalen eines Beschleunigungssensors 36 sowie von Sensoren und Systemen zur Überwachung von Drehposition/Geschwindigkeit, Drehmoment, elektrischem Strom und den ersten PWM-Signalen 35 beinhalten. Die Parameter, die mit dem Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 und des ersten Wechselrichters 34 verbunden sind, werden durch die Ziffer 37 angezeigt und können der ersten Wechselrichtersteuerung 33 in einer Ausführungsform mitgeteilt werden. Die zweite Drehmomentmaschine 40, wenn sie als mehrphasige elektrische Maschine konfiguriert ist, ist elektrisch mit einem zweiten Wechselrichter 44 und einer zweiten Wechselrichtersteuerung 43 verbunden. Der zweite Wechselrichter 44 ist konfiguriert, um Gleichstrom, der von der Gleichstromquelle stammt, in zweite pulsbreitenmodulierte (PWM) Signale 45 umzuwandeln, um die Drehung eines Rotors der zweiten Drehmomentmaschine 40 zu forcieren, um das/die Hinterrad(-räder) 42 für die Zugkraft zu drehen. Wie anerkannt, kann die Zugkraft entweder in Vorwärtsrichtung (Beschleunigung) oder in Rückwärtsrichtung (Bremsen) auf das/die Hinterrad(-räder) 42 im Zusammenhang mit der Bewegung des Fahrzeugs 10 aufgebracht werden. Parameter, die dem Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine 40 und des zweiten Wechselrichters 44 zugeordnet sind, können überwacht werden. Dies kann beispielsweise das Überwachen von Signalen eines Beschleunigungssensors sowie von Sensoren und Systemen zur Überwachung von Drehposition/Geschwindigkeit, Drehmoment, elektrischem Strom und den zweiten PWM-Signalen 45 beinhalten. Die Parameter, die dem Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine 40 und des zweiten Wechselrichters 44 zugeordnet sind, werden durch die Ziffer 47 angezeigt.
Eine Steuerung 12 ist in Verbindung mit der ersten und zweiten Wechselrichtersteuerung 33, 43 und dem Infotainmentsystem 25, entweder direkt oder über eine Kommunikationsverbindung 15.
Der Begriff „Steuerung“ und verwandte Begriffe wie Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten, z.B. Mikroprozessoren und zugehörigen nichtflüchtigen Speicherkomponenten in Form von Speicher- und Speichervorrichtungen (Read Only, programmierbare Read Only, Random Access, Hard Drive, etc.). Die nichtflüchtige Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in Form von einem oder mehreren Software- oder Firmwareprogrammen oder -programmen, kombinatorischen Logikschaltungen, Ein-/Ausgabeschaltungen und Vorrichtungen, Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die ein oder mehrere Prozessoren zugreifen können, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Ein-/Ausgabeschaltung(en) und Vorrichtungen beinhalten Analog/Digital-Wandler und zugehörige Vorrichtungen, die Eingänge von Sensoren überwachen, wobei diese Eingänge mit einer voreingestellten Abtastfrequenz oder als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis überwacht werden. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerprogrammen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten Befehlssätze die von der Steuerung ausführbar sind einschließlich Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jede Steuerung führt ein oder mehrere Steuerprogramme aus, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Programme können in regelmäßigen Abständen ausgeführt werden, z.B. alle 100 Mikrosekunden im laufenden Betrieb.
Alternativ können Programme als Reaktion auf das Auftreten eines auslösenden Ereignisses ausgeführt werden. Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und die Kommunikation zwischen den Steuerungen, Stellgliedern und/oder Sensoren kann über eine direkte drahtgebundene Punkt-zu-Punkt-Verbindung, eine vernetzte Kommunikationsbusverbindung, eine drahtlose Verbindung oder eine andere geeignete Kommunikationsverbindung erfolgen und wird durch Zeile 15 angezeigt. Zur Kommunikation gehört der Austausch von Datensignalen in geeigneter Form, wie beispielsweise elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale über Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Die Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale beinhalten, die Eingänge von Sensoren, Stellgliedbefehle und die Kommunikation zwischen Steuerungen darstellen. Der Begriff „Signal“ bezieht sich auf einen physikalisch erkennbaren Indikator, der Informationen vermittelt und eine geeignete Wellenform (z.B. elektrisch, optisch, magnetisch, mechanisch oder elektromagnetisch) sein kann, wie DC, AC, Sinuswelle, Dreieckwelle, Rechteckwelle, Vibration und dergleichen, die in der Lage ist, durch ein Medium zu wandern.
Der Begriff „Modell“ bezieht sich auf einen prozessorbasierten oder prozessorausführbaren Code und die zugehörige Kalibrierung, die eine physikalische Existenz einer Vorrichtung oder eines physikalischen Prozesses simuliert. Wie hierin verwendet, beschreiben die Begriffe „dynamisch“ und „dynamische“ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und gekennzeichnet sind durch das Überwachen oder anderweitige Bestimmen von Zuständen von Parametern und das regelmäßige oder regelmäßige Aktualisieren der Zustände der Parameter während der Ausführung eines Programms oder zwischen den Wiederholungen der Ausführung der Programme. Die Begriffe „Kalibrierung“, „Kalibrieren“ und verwandte Begriffe beziehen sich auf ein Ergebnis oder einen Prozess, der eine mit einer Vorrichtung verbundene Ist- oder Standardmessung mit einer wahrgenommenen oder beobachteten Messung oder einer vorgegebenen Position vergleicht. Eine Kalibrierung wie hierin beschrieben kann auf eine speicherbare parametrische Tabelle, eine Vielzahl von ausführbaren Gleichungen oder eine andere geeignete Form reduziert werden. Ein Parameter ist definiert als eine messbare Größe, die eine physikalische Eigenschaft einer Vorrichtung oder eines anderen Elements darstellt, die unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren und/oder eines physikalischen Modells erkennbar ist. Ein Parameter kann einen diskreten Wert haben, z.B. entweder „1“ oder „0“, oder er kann stufenlos variabel sein.
Wenn die ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 des Fahrzeugs 10 mit oder in der Nähe derselben Geschwindigkeit und gleicher Lastbetriebspunkte betrieben werden, wie beispielsweise bei der Ausführung ähnlicher System- oder Fahrzeugfunktionen, können sie schlagende, dröhnende und/oder andere modulierende tonale Geräusche erzeugen, die durch Wechselwirkungen in tonalen Sinuswellen verursacht werden, die von jeder der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 ausgesendet werden, die sich unbeabsichtigt im Fahrgastraum 20 vereinen und für Fahrgäste störend werden können.
2 stellt schematisch einen Motorgeräuschminderungsprozess 200 dar, um störende modulierende Geräusche, die durch Wechselwirkungen in tonale Sinuswellen verursacht werden, die von jeder der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 ausgesendet werden, vorteilhaft zu verstärken, zu mildern oder anderweitig entgegenzuwirken, wenn sie mit ähnlichen Drehzahl- und Lastzielen arbeiten, wie beispielsweise bei der Ausführung ähnlicher System- oder Fahrzeugfunktionen. Die Lehren können hierin in Bezug auf funktionale und/oder logische Blockkomponenten und/oder verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass solche Blockkomponenten aus Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten bestehen können, die zur Ausführung der angegebenen Funktionen konfiguriert wurden.
Der Motorgeräuschminderungsprozess 200 wird im Zusammenhang mit dem Fahrzeug 10 beschrieben, das mit Bezug auf 1 beschrieben wird, obwohl es anerkannt ist, dass die hierin beschriebenen Konzepte auf eine Vielzahl von ähnlich gelegenen Systemen anwendbar sind. Der Motorgeräuschminderungsprozess 200 kann reduziert werden, um als einer oder mehrere Algorithmen zu arbeiten, und zu einer kodierten Datendatei geformt werden, die in einem nichtflüchtigen digitalen Datenspeichermedium gespeichert ist, einschließlich einer Speichervorrichtung, die von der Steuerung 12 des Fahrzeugs 10 lesbar ist. Der Motorgeräuschminderungsprozess 200 ist von der Steuerung 12 dynamisch ausführbar, um ein oder mehrere modulierende Geräusche zu verstärken oder anderweitig zu mildern, die störende Geräusche bilden, die in einer Ausführungsform des Fahrgastraums 20 des Fahrzeugs 10 erkennbar sind. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „1“ eine positive Antwort oder „JA“, und der Begriff „0“ bedeutet eine negative Antwort oder „NEIN“.
Der Motorgeräuschminderungsprozess 200 beinhaltet das Überwachen des Betriebs der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 (201), einschließlich des dynamischen Überwachens zum Bestimmen der ersten Parameter 37, die dem Betrieb der ersten elektrischen Maschine 30 (202) zugeordnet sind, und zum Bestimmen der zweiten Parameter 47, die dem Betrieb der zweiten elektrischen Maschine 40 (204) zugeordnet sind. Die ersten und zweiten Parameter 37, 47 beinhalten die jeweiligen Drehzahlen und Belastungen der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 sowie die jeweiligen Frequenzen, Amplituden und Phasen der dadurch erzeugten akustischen Geräusche.
Die jeweiligen Geschwindigkeiten und Belastungen der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 werden ausgewertet, um festzustellen, ob sie Größen aufweisen, die ausreichen, um störende Geräusche im Fahrgastraum 20 des Fahrzeugs 10 (210) zu erzeugen. Dies beinhaltet das Vergleichen der Last, die dem Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 zugeordnet ist, mit einer ersten minimalen Schwellenlast (212) und das Vergleichen der Drehzahl, die dem Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 zugeordnet ist, mit einer minimalen Schwellendrehzahl (214). Dies beinhaltet auch das Vergleichen der Last, die dem Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine 40 zugeordnet ist, mit der ersten minimalen Schwellenlast (216) und das Vergleichen der Drehzahl, die dem Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine 40 zugeordnet ist, mit der minimalen Schwellendrehzahl (218).
Wenn entweder die Drehzahl oder die Last, die mit dem Betrieb der ersten oder zweiten Drehmomentmaschine 30 verbunden ist, 40 kleiner als die entsprechende minimale Schwellendrehzahl oder Last (212)(0), (214)(0), (214)(0), (216)(0) und (218)(0) ist, endet diese Iteration des Motorgeräuschunterdrückungsprogramms (219). Diese Entscheidung kann darauf beruhen, ob die von den ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 erzeugte Kombination von Geräuschen zu einem Modulationsgeräusch führt, das groß genug ist, um störend zu sein, oder ob das Frequenzspektrum der Kombination von Geräuschen ausreichend divergent ist, um einen Monogeräusch zu vermeiden. Die durch die Drehung der rotierenden Komponenten der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 verursachten modulierenden Geräusche können die gleiche Frequenz aufweisen wie die jeweilige Drehzahl der ersten oder zweiten Drehmomentmaschine 30, 40 in einer Ausführungsform. Die durch die Drehung der rotierenden Komponenten der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 verursachten modulierenden Geräusche können eine Frequenz aufweisen, die ein skalares Vielfaches der jeweiligen Drehzahl der ersten oder zweiten Drehmomentmaschine 30, 40 in einer Ausführungsform ist. Dies kann der Fall sein, wenn die überwiegende Quelle des Modulationsgeräuschs durch ein an der jeweiligen Drehmomentmaschine befestigtes drehbares Element erzeugt wird, wie beispielsweise ein Kühlgebläse mit einer zugeordneten Anzahl von Lamellen oder ein Radsatz mit einer zugeordneten Anzahl von Zahnrädern. Darüber hinaus kann das von einem Zahnradsatz abgestrahlte Geräusch mit dem Verzahnungsschnitt, der Verzahnung, den Fertigungstoleranzen und anderen Faktoren zusammenhängen, die zu einer Fehlausrichtung unter Last führen können. So kann beispielsweise ein suboptimales Vernetzen unter Last eine tonale Störung erzeugen, und wenn zwei Drehmomentmaschinen gleichzeitig arbeiten, können ihre tonalen Störungen einen Modulationsgeräusch verursachen, der groß genug ist, um anstößig zu sein.
Wenn alle Drehzahl- und Lastbedingungen, die mit dem Betrieb der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 verbunden sind, größer als die entsprechende minimale Schwellendrehzahl und Last (212)(1), (214)(1), (216)(1), (216)(1) und (218)(1) sind, ist dies ein Hinweis darauf, dass die Drehzahlen und Lasten der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 Größen sind, die ausreichen, um möglicherweise einen Modulationsgeräusch zu erzeugen, der im Fahrgastraum 20 des Fahrzeugs 10 störend ist, und die Ausführung des Motorgeräuschminderungsprozesses 200 geht zu den nächsten Schritten über.
Die folgende Beziehung kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Geschwindigkeiten und Lasten der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 Größen sind, die ausreichen, um potenziell einen Modulationsgeräusch zu erzeugen, der mit störenden Geräuschen im Fahrgastraum 20 des Fahrzeugs 10 verbunden ist, d.h. Schritt 210 von 2.
Insbesondere können die Geschwindigkeiten und Lasten der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 Größen sein, die ausreichen, um einen Modulationsgeräusch zu erzeugen, der unter den folgenden Bedingungen mit störenden Geräuschen im Fahrgastraum 20 des Fahrzeugs 10 verbunden ist: $abs (F 1 - F 2) < Fthresh UND$
$abs (A 1 - A 2) < Athresh$
wobei:

Fthresh ist ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob die Frequenzen der rotierenden Komponenten der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 nahe genug sind, um das Modulationsgeräusch zu erzeugen; und
Athresh ist ein Schwellenwert, um zu bestimmen, ob die Amplituden der rotierenden Komponenten der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 nahe genug sind, um das Modulationsgeräusch zu erzeugen.

Der Frequenzschwellenwert Fthresh und der Amplitudenschwellenwert Athresh können fahrzeugspezifische Parameter sein, die durch fahrzeugseitige Prüfungen und/oder Simulationen bestimmt werden. In einer Ausführungsform werden der Frequenzschwellenwert Fthresh und der Amplitudenschwellenwert Athresh basierend auf einem Ton-zu-Rausch-Verhältnis („tone-tonoise ratio“ TTNR) ausgewählt, das als Leistung eines Geräuschs im Vergleich zur Rauschleistung eines das Geräusch umgebenden Frequenzgangs definiert ist. Ein Geräusch kann als markant und damit unerwünscht angesehen werden, wenn der TTNR innerhalb eines kritischen Frequenzbandes in einer Ausführungsform mindestens 8 dB beträgt. Kritische Frequenzbänder oder Frequenzgruppen sind Konzepte, die mit akustischem Schall verbunden sind.
Die nächsten Schritte, die in Bezug auf das Element 220 dargestellt sind, beinhalten das Bestimmen einer Amplitude des von der ersten Drehmaschine 30 (222) erzeugten Geräuschs, das Bestimmen einer Amplitude des von der zweiten Drehmaschine 40 (224) erzeugten Geräuschs, das Bestimmen einer Frequenz des von der ersten Drehmaschine 30 (226) erzeugten Geräuschs und das Bestimmen einer Frequenz des von der zweiten Drehmaschine 40 (228) erzeugten Geräuschs. Dies kann durch direkte Messung, abgeleitete Messung basierend auf dem angewiesenen Betrieb und vorkalibrierten Parametern oder direkte oder abgeleitete Messung mit Rückmeldung des Mikrofons 24 zur Überprüfung seiner Größen erfolgen.
Das Anfangskorrektursignal 233 wird in ein Endkorrektursignal 237 umgewandelt, das an das Infotainmentsystem 25 (230) übermittelt wird. Die ersten Parameter 37, die dem akustischen Schall zugeordnet sind, der durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 erzeugt wird, und die zweiten Parameter 47, die dem akustischen Schall zugeordnet sind, der durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine 40 erzeugt wird, werden ausgewertet, um ein anfängliches Korrektursignal 233 zu bestimmen, das eine Frequenz- und Amplitudenschwankung aufweist, wie beispielsweise in Element 230 dargestellt. Das anfängliche Korrektursignal 233 kann komplementär zu dem Modulationsgeräusch sein, das durch das Zusammenwirken der akustischen Geräusche gebildet wird, die von den ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 erzeugt werden. Das Infotainmentsystem 25 steuert den Lautsprecher 22, um das endgültige Korrektursignal 237 im Fahrgastraum 20 zu erzeugen, um das Modulationsgeräusch zu verstärken und das gewünschte akustischen Geräusch zu erzeugen. Nicht einschränkende Beispiele für einen modulierenden Ton, eines gewünschten akustischen Geräuschs und ein Korrekturgeräusch sind in Bezug auf 3 dargestellt. Wenn also bestimmt wird, dass durch den Betrieb der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 ein Potenzial für die Erzeugung störender Geräusche besteht, wird der Audiolautsprecher 22 vom Infotainmentsystem 25 gesteuert, um das endgültige Korrektursignal 237 im Fahrgastraum 20 zu erzeugen, wobei das Geräusch auf den ersten Parametern 37, den zweiten Parametern 47 und dem gewünschten akustischen Geräusch für den Fahrgastraum 20 (232, 234, 236) basiert.
3 zeigt grafisch nicht einschränkende Beispiele von zeitkoinzidenten Schallwellen, die dem Bestimmen des Korrektursignals 237 zugeordnet sind, basierend auf den ersten Parametern 37, die dem akustischen Schall zugeordnet sind, der durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 erzeugt wird, und den zweiten Parametern 47, die dem akustischen Schall zugeordnet sind, der durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine 40 während des Betriebs des Fahrzeugs 10 erzeugt wird. Die Schallwellen stimmen überein, wobei die Schallintensität (dB) auf der jeweiligen vertikalen Achse in Bezug auf die verstrichene Zeit, die auf der horizontalen Achse liegt, aufgetragen wird.
Die erste Grafik 310 zeigt ein Beispiel für ein erstes Geräusch 315, das von der ersten Drehmomentmaschine 30 bei einem vorbestimmten Betriebszustand erzeugt wird, das dadurch gekennzeichnet werden kann, dass es eine Frequenz von 200 Hz und eine Amplitude von 2 db aufweist.
Die zweite Grafik 320 zeigt ein Beispiel für einen zweiten Geräusch 325, das von der zweiten Drehmomentmaschine 40 bei einem vorbestimmten Betriebszustand erzeugt wird, das dadurch gekennzeichnet werden kann, dass es eine Frequenz von 190 Hz und eine Amplitude von 2 db aufweist.
Die dritte Grafik 330 zeigt ein Beispiel für ein Modulationsgeräusch 335, das aus einer Kombination der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 gebildet wird und zu einem Schlaggeräusch führt, das aufgrund der vorgenannten Kombination störend sein kann, d.h. dem störenden Geräusch, das der hierin beschrieben wird.
Die vierte Grafik 340 stellt eine Ausführungsform eines gewünschten akustischen Geräuschs 345 dar, bei dem es sich um ein einfaches Geräusch handelt, das durch eine Mittenfrequenzwellenform gekennzeichnet ist, die in der Lage ist, die ersten und zweiten Geräusche 315, 325 zu verstärken.
Fünftes Diagramm 350 ist der Korrekturgeräusch 355, der vom Infotainmentsystem 25 über den Audiolautsprecher 22 erzeugt wird, um die ersten und zweiten Geräusche 315, 325 zu ergänzen, wobei das gewünschte akustische Geräusch 345, z.B. ein Klarton, entsteht.
4-1 zeigt grafisch ein Beispiel für ein störendes Geräusch 410 im Zusammenhang mit der Schallfrequenz, wobei die Größe des akustischen Geräuschs (dB) 402 auf der vertikalen Achse in Bezug auf das Frequenzspektrum (Hz) 404, das auf der horizontalen Achse dargestellt ist, aufgetragen ist.
4-2 zeigt grafisch das Beispiel des störenden Geräuschs 410 und eines ersten Korrekturgeräuschs 420, der bei einer niedrigeren Frequenz im Zusammenhang mit der Schallfrequenz erzeugt wird, wobei die Größe des akustischen Geräuschs (dB) 402 auf der vertikalen Achse in Bezug auf das Frequenzspektrum (Hz) 404, das auf der horizontalen Achse dargestellt ist, aufgetragen wird.
4-3 zeigt grafisch das Beispiel des störenden Geräuschs 410, ein erstes Korrekturgeräusch 420, das mit einer niedrigeren Frequenz erzeugt wird, und ein zweites Korrekturgeräusch 430, das mit einer höheren Frequenz im Zusammenhang mit der Schallfrequenz erzeugt wird, wobei die Größe des akustischen Geräuschs (dB) 402 in Bezug auf das Frequenzspektrum (Hz) 404 dargestellt wird.
Der Prozess der Verstärkung der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 wird analytisch wie folgt beschrieben, wobei weiterhin auf die 1, 2 und 3 Bezug genommen wird. Jedes der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 und das daraus resultierende gewünschte akustische Geräusch 345 sind in Bezug auf Amplitude, Frequenz und Phase gekennzeichnet. Die Amplitude entspricht im Allgemeinen der Drehmomentabgabe der zugehörigen Drehmaschine und die Frequenz entspricht im Allgemeinen der Drehzahl der zugehörigen Drehmaschine. Der Phasenbegriff bezieht sich auf eine zeitliche Ausrichtung der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 und des daraus resultierenden gewünschten akustischen Geräuschs 345 und ist relevant für die Maximierung der Wirksamkeit des gewünschten akustischen Geräuschs 345.
Das erste Geräusch 315, das durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 erzeugt wird, kann durch die folgende Gleichung charakterisiert werden: $y 1 = A 1 * cos (2 π * F 1 * t + ϕ 1)$
wobei:
y1 ist das Zeitsignal, das das von der ersten Drehmomentmaschine 30 erzeugte Geräusch darstellt,
A1 ist die Amplitude des Geräuschs der ersten Drehmomentmaschine 30,
F1 ist die Frequenz des Geräuschs der ersten Drehmomentmaschine 30,
ϕ1 ist die Phase des Geräuschs der ersten Drehmomentmaschine 30, und t ist Zeit.
Die Frequenz F1 und Phase ϕ1 kann aus den Parametern 37 abgeleitet werden, die dem Betrieb der ersten Drehmomentmaschine 30 und des ersten Wechselrichters 34 zugeordnet sind, und kann aus einem Befehl abgeleitet oder mit dem Beschleunigungssensor 36 oder einem Drehpositionssensor gemessen werden. Die Amplitude A1 kann aus dem Beschleunigungssensor 36 oder der Größe des von der ersten Drehmomentmaschine 30 erzeugten Drehmoments erhalten werden.
Das zweite Geräusch 325, das durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine 40 erzeugt wird, kann durch die folgende Gleichung gekennzeichnet werden: $y 2 = A 2 * cos (2 π * F 2 * t + ϕ 2)$
wobei:
y2 ist das Zeitsignal, das das von der zweiten Drehmomentmaschine 40 erzeugte Geräusch darstellt,
A2 ist die Amplitude des Geräuschs der zweiten Drehmomentmaschine 40,
F2 ist die Frequenz des Geräuschs der zweiten Drehmomentmaschine 40,
ϕ2 ist die Phase des Geräuschs der zweiten Drehmomentmaschine 40, und t ist Zeit.
Auch hier kann die Frequenz F2 und die Phase ϕ2 aus den Parametern 47 abgeleitet werden, die dem Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine 40 und des zweiten Wechselrichters 44 zugeordnet sind, und aus einem Befehl abgeleitet oder mit dem Beschleunigungssensor 46 oder einem Drehpositionssensor gemessen werden. Die Amplitude A2 kann aus dem Beschleunigungssensor 46 oder der Größe des von der zweiten Drehmomentmaschine 40 erzeugten Drehmoments erhalten werden.
Das Modulationsgeräusch 335, das eine Kombination aus den ersten und zweiten Geräuschen 315, 325 ist, führt zu einem Schlaggeräusch, das aufgrund seiner Kombination störend sein kann und durch die folgende Gleichung gekennzeichnet sein kann: $Schlagen = y 1 + y 2$
Eine Frequenz für das Korrekturgeräusch 355 zur Erzeugung des gewünschten akustischen Geräuschs zur Ergänzung der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 kann wie folgt bestimmt werden: $F 3 = (F 1 + F 2) / 2$
wobei: F3 ist die Frequenz des gewünschten akustischen Geräuschs.
Die Frequenz F3 des gewünschten akustischen Geräuschs kann eine bestimmte Mittenfrequenz sein, die ausgewählt wird, um die Wirkung der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 zu verstärken. Alternativ kann das gewünschte akustische Geräusch auch als nominale Cosinuswelle konstruiert werden, die den nominalen Sinuswellen der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 entgegenwirkt.
Alternativ kann die Frequenz F3 des gewünschten akustischen Geräuschs eine bestimmte gewünschte Frequenz sein, die kleiner als F1 oder F2 und immer noch innerhalb eines Frequenzgangs liegt, der F1 und F2 zugeordnet ist, und ausgewählt wird, um den Effekt der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 zu überdecken. 4-2 zeigt grafisch ein Beispiel für die Frequenz F3 des gewünschten akustischen Geräuschs, d.h. das erste Korrekturgeräusch 420, der bei einer bestimmten gewünschten Frequenz liegt, die kleiner als F1 oder F2 ist, und bei einer Größe liegt, die gleich oder in der gleichen Größenordnung wie der des störenden Geräuschs 410 ist und sich noch innerhalb einer kritischen Bandbreite befindet, die F1 und F2 zugeordnet ist.
Alternativ kann das gewünschte akustische Geräusch aus mehreren gewünschten akustischen Geräusche zusammengesetzt sein, wobei mindestens eines der mehreren gewünschten akustischen Geräusche mit einer ersten gewünschten Frequenz F3-Low, die kleiner als F1 oder F2 ist, und noch innerhalb einer Frequenzgruppe, die F1 und F2 zugeordnet ist, sein kann, und mindestens einer der mehreren gewünschten akustischen Geräusche bei einer zweiten gewünschten Frequenz F3-Low sein kann, die größer als entweder F1 oder F2 ist, und zwar immer noch innerhalb des Frequenzgangs, der F1 und F2 zugeordnet ist, wobei die ersten und zweiten gewünschten Frequenzen F3-Low, F3-High ausgewählt sind, um die Wirkung der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 zu maskieren. 4-3 zeigt grafisch ein Beispiel für die Frequenz F3-Low des gewünschten akustischen Geräuschs, d.h. ersten Korrekturgeräusch 420, und ein Beispiel für die Frequenz F3-High des gewünschten akustischen Geräuschs, d.h. zweiten Korrekturgeräusch 430. Das erste Korrekturgeräusch 420 befindet sich bei einer bestimmten gewünschten Frequenz, die kleiner als entweder F1 oder F2 ist, und zwar immer noch innerhalb eines Frequenzgangs, der F1 und F2 zugeordnet ist, und das zweite Korrekturgeräusch 430 bei einer bestimmten gewünschten Frequenz, die größer als F1 oder F2 ist, und noch innerhalb des Frequenzgangs, der F1 und F2 zugeordnet ist. Sowohl das erste Korrekturgeräusch 420 als auch das zweite Korrekturgeräusch 430 liegen bei Größen, die gleich oder in der gleichen Größenordnung wie das störende Geräusch 410 sind.
Eine Amplitude für das Korrekturgeräusch 355 zur Erzeugung des gewünschten akustischen Geräuschs zur Ergänzung der ersten und zweiten Geräusche 315, 325 kann wie folgt bestimmt werden: $A 3 = A 1 + A 2$
wobei:
A3 ist die Amplitude des gewünschten akustischen Geräuschs.
Das gewünschte akustische Geräusch 345 kann durch die folgende Gleichung charakterisiert werden: $y 3 = A 3 + A3delta * cos (2 π * F 3 + F3delta * t + tdelta + phi 3)$
wobei:
y3 ist das Zeitsignal, das das gewünschte akustische Geräusch darstellt, das gehört werden soll,
A3 ist die Amplitude des gewünschten akustischen Geräuschs,
A3delta ist gegebenenfalls eine Amplitudenkorrektur,
F3 ist die Frequenz des gewünschten akustischen Geräuschs, das gehört werden soll,
F3delta ist gegebenenfalls eine Frequenzkorrektur,
Phi3 ist die Phase des gewünschten akustischen Geräuschs, das gehört werden soll,
t ist die Zeit, und
tdelta ist gegebenenfalls eine Zeitkorrektur.
Das Korrekturgeräusch 355 kann wie folgt bestimmt werden: $Korrekturger \ddot{a} usch = y 3 - Beating$
wobei das Korrekturgeräusch das Korrekturgeräusch 355 ist, das vom Lautsprecher 22 abgespielt wird, um das Modulationsgeräusch 335 zu verstärken.
Latenzen können in das System eingeführt werden, einschließlich Latenzen, die mit der Signalverarbeitung verbunden sind, die sich auf die Erfassung von Messsignalen beziehen, die den ersten und zweiten Parametern 37, 47 zugeordnet sind, die Kommunikation bewirken, Verarbeitungsalgorithmen ausführen und Steuersignale an Stellglieder wie den Lautsprecher 22 übertragen. Solche Latenzen können zu einer zeitlichen Verzögerung zwischen einem überwachten Betrieb einer der Drehmomentmaschinen und der daraus resultierenden Erzeugung eines Korrekturgeräuschs führen, der dem überwachten Betrieb zugeordnet ist. Die Gesamtlatenzzeit kann in der Größenordnung von 3 ms bis 15 ms liegen. Die Latenzzeit ist jedoch determinativ und vorhersehbar. Somit kann ein Vorhersagealgorithmus verwendet werden, um das Korrektursignal basierend auf den Latenzen anzupassen. Andere Parameter, die den Vorhersagealgorithmus unterstützen, können Ausgangsdrehmomente von den Drehmomentmaschinen, eine Ausgangsdrehmomentanforderung als Eingabe von einem Bremspedal, einem Gaspedal und/oder einem Tempomatbefehl, zeitbasierte Ableitungen der Elemente der Ausgangsdrehmomentanforderung, Drehzahlen der Drehmomentmaschinen beinhalten. Der Vorhersagealgorithmus kann verwendet werden, um die Amplitudenkorrektur A3delta, die Frequenzkorrektur F3delta und die Zeitkorrektur tdelta zu berechnen.
Darüber hinaus sind die Frequenz und Phase des akustischen Schalls von einer der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 so genau wie die Überwachungssensoren und die zugehörigen Signalverarbeitungsvorrichtungen. Die Amplitude des akustischen Schalls von einer der ersten und zweiten Drehmomentmaschinen 30, 40 wird aufgrund der Schätzung(en) als die höchste Fehlerquelle erwartet. Daher ist die Amplitude des Korrekturtones der größte erwartete Fehler. Durch Überwachen des im Fahrzeug 10 über das Mikrofon 24 akustischen Geräuschs und Vergleichen mit dem gewünschten akustischen Geräusch kann ein Amplitudenfehler geschätzt werden, um die Amplitudenkorrektur A3delta zu bestimmen.
In einer Ausführungsform kann die Phase durch die Verwendung von Signalausgängen der ersten und zweiten Beschleunigungssensoren 36, 46 oder von Drehpositionssensoren bestimmt werden. Die Signalausgänge des ersten und zweiten Beschleunigungssensors 36, 46 messen die tatsächliche Ausgabe von Drehzahl, Amplitude und Phase, wobei die Phase durch Verwendung des Zeitsignals und/oder durch Berechnen einer Fourier-Transformation (FFT) der Signalausgänge des ersten und zweiten Beschleunigungssensors 36, 46 bestimmt wird.
Als solches arbeitet ein Verfahren, das in einer Ausführungsform des Fahrzeugs 10 implementiert werden kann, die mit Bezug auf 1 beschrieben wird, um eine Tonfrequenz und die zugehörige Amplitude für ein Korrekturgeräusch zu bestimmen, das ein Modulationsgeräusch ergänzt, wobei das Modulationsgeräusch ein unerwünschtes Schlaggeräusch ist, das eine Kombination aus ersten und zweiten Geräuschen ist, die von ersten bzw. zweiten Drehmomentmaschinen erzeugt werden. Durch die Überwachung der Signale der ersten und zweiten Drehmomentmaschine kann eine gewünschte Frequenz und Amplitude bestimmt und angewendet werden. Dazu gehört das Hinzufügen von Geräuschen mit höherer Amplitude bei einer/n eingestellten Frequenz(en), die vom betreffenden Modulationsgeräusch entfernt sind, oder das Berechnen eines Komplementärgeräusch, um das Modulationsgeräusch zu verstärken.
Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Flussdiagrammen veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Bedienung möglicher Implementierungen von Systemen, Methoden und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In diesem Zusammenhang kann jeder Block im Flussdiagramm oder in den Blockdiagrammen ein Modul, Segment oder einen Teil des Codes darstellen, das eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der angegebenen logischen Funktionen umfasst. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammdarstellungen durch spezielle hardwarebasierte Systeme implementiert werden kann, die die angegebenen Funktionen oder Handlungen ausführen, oder Kombinationen von spezieller Hardware und Computeranweisungen. Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das eine Steuerung oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anweisen kann, auf eine bestimmte Weise zu funktionieren, so dass die auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand erzeugen, einschließlich Anweisungen zur Umsetzung der im Flussdiagramm und/oder Blockdiagramm oder in Blocks angegebenen Funktion/Akt.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind unterstützend und beschreibend für die vorliegende Lehre, aber der Umfang der vorliegenden Lehre wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Ausgestaltungen und andere Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehren detailliert beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen für die Ausübung der in den beigefügten Ansprüchen definierten vorliegenden Lehren.

Claims

Ein Fahrzeug (10), umfassend: einen Fahrgastraum (20) mit einem steuerbaren Audiolautsprecher (22); eine erste Drehmomentmaschine (30) und eine zweite Drehmomentmaschine (40); eine Steuerung (12), die in Verbindung mit der ersten und zweiten Drehmomentmaschine und dem Audiolautsprecher steht, wobei die Steuerung einen Befehlssatz beinhaltet, wobei der Befehlssatz ausführbar ist zum: Bestimmen erster Parameter (37), die einem ersten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine erzeugt wird, Bestimmen zweiter Parameter (47), die einem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine erzeugt wird, Bestimmen eines gewünschten akustischen Geräusches im Fahrgastraum (20) basierend auf den ersten und zweiten akustischen Geräuschen und Steuern des Audiolautsprechers (22), um ein Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum zu erzeugen, wobei die ersten Parameter (37), die dem ersten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten Drehmomentmaschine (30) erzeugt wird, eine erste Frequenz, eine erste Amplitude und eine erste Phase beinhalten, und wobei die zweiten Parameter, die dem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der zweiten Drehmomentmaschine (40) erzeugt wird, eine zweite Frequenz, eine zweite Amplitude und eine zweite Phase beinhalten ferner umfassend, dass der Befehlssatz ausführbar ist zum: Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Frequenz, die dem ersten akustischen Geräusch zugeordnet ist, und der zweiten Frequenz, die dem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet ist, und Steuern des Audiolautsprechers (22), um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der ersten und zweiten Frequenz kleiner als ein Schwellenwert ist.
Das Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, ferner dass der Befehlssatz ausführbar ist zum: Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Amplitude, die der ersten Drehmomentmaschine (30) zugeordnet ist, und der zweiten Amplitude, die der zweiten Drehmomentmaschine (40) zugeordnet ist, und Steuern des Audiolautsprechers (22), um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der ersten und zweiten Amplitude kleiner als ein Schwellenwert ist.
Das Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend dass der Befehlssatz ausführbar ist zum: Bestimmen der ersten Amplitude, die der ersten Drehmomentmaschine (30) zugeordnet ist, und der zweiten Amplitude, die der zweiten Drehmomentmaschine (40) zugeordnet ist, und Steuern des Audiolautsprechers (22), um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die erste und zweite Amplitude beide größer als ein Schwellenwert sind.
Das Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Frequenz basierend auf Drehzahlen der ersten (30) bzw. zweiten Drehmomentmaschine (40) bestimmt werden.
Das Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Amplitude basierend auf Drehmomentabgaben der ersten (30) bzw. zweiten (40) Drehmomentmaschine bestimmt werden.
Das Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Befehlssatz ausführbar ist zum Überwachen einer der ersten Drehmomentmaschine (30) zugeordneten Drehzahl und zum Steuern des Audiolautsprechers (22), um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Drehzahl größer als eine minimale Schwellendrehzahl ist.
Das Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Befehlssatz ausführbar ist zum Überwachen einer der ersten Drehmomentmaschine (30) zugeordneten Last und zum Steuern des Audiolautsprechers (22), um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Last größer als eine minimale Schwellenlast ist.
Ein Verfahren zum Verbessern von akustischen Geräuschen in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs (10), wobei das Fahrzeug eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine beinhaltet und wobei der Fahrgastraum einen steuerbaren Audiolautsprecher beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen erster Parameter (37), die einem ersten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten elektrischen Maschine erzeugt wird; Bestimmen zweiter Parameter (47), die einem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine erzeugt wird; Bestimmen eines gewünschten akustischen Geräusches im Fahrgastraum basierend auf den ersten und zweiten akustischen Geräuschen und Steuern des Audiolautsprechers (22), um ein Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum zu erzeugen, wobei die ersten Parameter (37), die dem ersten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der ersten elektrischen Maschine erzeugt wird, eine erste Frequenz, eine erste Amplitude und eine erste Phase beinhalten, und wobei die zweiten Parameter, die dem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet sind, das durch den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine erzeugt wird, eine zweite Frequenz, eine zweite Amplitude und eine zweite Phase beinhalten Bestimmen einer Differenz zwischen der ersten Frequenz, die dem ersten akustischen Geräusch zugeordnet ist, und der zweiten Frequenz, die dem zweiten akustischen Geräusch zugeordnet ist, und Steuern des Audiolautsprechers (22), um das Korrekturgeräusch basierend auf den ersten Parametern, den zweiten Parametern und dem gewünschten akustischen Geräusch im Fahrgastraum nur dann zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der ersten und zweiten Frequenz kleiner als ein Schwellenwert ist.